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Efecto de la fotoestimulación de esperma en la mejora de los parámetros reproductivos en Inseminación Artificial

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El uso de inseminación artificial (IA) con semen fresco es una de las herramientas clave que ha establecido la base del crecimiento exponencial en la producción porcina mundial durante los últimos años.

Utilizando la IA, las granjas han podido aumentar su capacidad.

El éxito de la IA se debe básicamente a que es una técnica fácil y de bajo coste para usar en granjas de cerdos grandes o pequeñas.

Aun así, hay algunos problemas no resueltos que hacen que la IA no sea óptima para todas las granjas comerciales.

Los problemas pueden afectar al verraco

  • Valores intrínsecos: edad, cría, tamaño testicular, etc.
  • Valores extrínsecos: manejo de esperma, nutrición, ritmo de recolección de semen.

Así mismo, también pueden afectar a la cerda y a su capacidad de reproducción.

La presencia de una fuerte estacionalidad afecta a los resultados de fertilidad y prolificidad. En nuestra área geográfica, eso se ve reflejado en la reducción de parámetros reproductivos en granjas comerciales durante el verano y principios de otoño.

Esos efectos se han atribuido a la subida de temperatura (afecta a las hembras pero también a la producción de semen de los verracos). Existe un ciclo estacional que influye en la producción de semen.

temperaturasSi se compara la evolución de la fertilidad en granjas comerciales con las temperaturas máximas y mínimas durante el año, se observa que el clima mediterráneo se basa en un invierno frío y seco y un verano caluroso y lluvioso.

Los meses más calurosos son en primavera y verano pero, en verano, las lluvias por la tarde provocan una mayor diferencia entre las temperaturas máximas y mínimas.

Algunos estudios en fotoestimulación de muestras de esperma antes de la IA, han apuntado a una correlación entre algunas variaciones en la capacidad reproductiva. Estos estudios se han llevado a cabo con ratones, perros, humanos, toros, ovejas y conejos.

La finalidad de este estudio es encontrar una herramienta que minimice los efectos de la estacionalidad en la IA y que aumente los resultados de fertilidad en granjas comerciales usando fotoestimulación.

Diseño del estudio

icon-ledPara llevar a cabo este estudio, se usaron dosis de semen almacenadas a 17ºC.

Se sometieron las muestras a un procedimiento específico de fotoestimulación in vitro utilizando LED rojo en un régimen de 30 minutos.

Se adaptó este procedimiento a una cámara de fotoestimulación previamente diseñada que permite llevar a cabo este procedimiento en condiciones in vivo.

Finalmente, un total de 9.877 (10.000 aprox.) cerdas fueron inseminadas en 9 granjas comerciales entre agosto de 2014 y diciembre de 2015.

Estructura del estudio

Las pruebas in vitro se desarrollaron en el Departament de Medicina i Cirurgia Animals de la Universitat Autònoma de Barcelona.

icon-inseminacionPara los análisis de viabilidad e integridad del acrosoma, se usó una citometría de flujo, y la motilidad total se analizó mediante un sistema CASA.

Finalmente, se llevaron a cabo pruebas en granjas comerciales del nordeste de España:

  1. Prueba realizada en una granja comercial entre agosto de 2014 y agosto de 2015. El estudio se inició probando el aparato (la cámara maXipig®). El resto de cámaras no se distribuyeron hasta que no se recibieron los primeros resultados de fertilidad y prolificidad.
  2. Implementación de la prueba durante el verano y otoño de 2015 en las 8 granjas comerciales restantes.

Con este estudio, intentamos no cambiar el sistema de inseminación usado en cada granja. Así pues, la cámara fue diseñada para adaptarse a cualquier formato de dosis:

En todas las granjas, cada partida de inseminación incluía solo cerdas multíparas (no cerdas jóvenes).

Partida CONTROL

Formada por cerdas con IA convencional con semen almacenado a 17ºC.

Partida LED

Incluye cerdas que fueron inseminadas con dosis de semen
previamente fotoestimuladas
con la cámara maXipig® durante
30 minutos. La función de la cámara no es almacenar sino activar el esperma.

En granjas comerciales, este ritmo se adapta perfectamente a la forma de trabajar, ya que cuando se detectan las cerdas en celo, el granjero inserta las dosis en el maXipig® durante 30 minutos, durante la pausa del desayuno.

Al finalizar la pausa, ya se puede iniciar la inseminación. Cuando se finaliza la activación, se recomienda aplicar el semen enseguida, con tal de establecer el mismo sistema en todas las granjas.

Resultados

Prueba de resistencia térmica DEL esperma.

La incubación de esperma de semen de verraco en un diluyente comercial a 37ºC en períodos de incubación distintos produjo una disminución de la viabilidad del esperma (de 93,5 a 60,3 en 90 minutos).

icon-ledSin embargo, la fotoestimulación previa (partida LED) de muestras de esperma impide esta disminución.

tabla1-viabilidad

Integridad del acrosoma

Esta tendencia también se observa con la integridad del acrosoma. A largo plazo (a partir de los 60 minutos), la partida LED experimenta una mejora significativa.

tabla2-integridad

Motilidad total

Y finalmente, esta tendencia también se observa en las pruebas de motilidad total.

tabla3-motilidadicon-inseminacion-ovario

RESULTADOS DE FERTILIDAD

Estos son los resultados en todas las granjas teniendo en cuenta las cerdas inseminadas de cada partida y el número de pruebas de embarazo negativas. En la última columna, se muestra la tasa de fertilidad y la mejora de la partida LED en relación con la partida CONTROL.

En total, se hicieron 9.877 inseminaciones. El resultado global muestra una mejora del +2,327% en la fertilidad.

tabla4-fertilidad esquema-control

Además, analizamos los resultados en relación con el rango de fertilidad CONTROL. Se han agrupado y clasificado las cerdas de todas las granjas según el control de fertilidad en 5 rangos distintos.

Se puede observar una correlación positiva

Las granjas con una tasa de fertilidad inferior, experimentan un incremento mayor mediante el uso del sistema de fotoestimulación LED.

A mayor fertilidad media, el incremento con el sistema LED es menor. (p<0,02)

tabla5-rango-fertilidad

Considerando la fertilidad del total de cerdas en el estudio, así como la temporada de inseminación (del verano de 2014 al otoño de 2015), se pueden observar diferencias significativas dependiendo de la estación.

grafica1-influencia

tabla6-fotoestimulacion

RESULTADOS DE PROLIFICIDAD

Este cuadro muestra los resultados de prolificidad (total de lechones nacidos y total de lechones nacidos vivos). Un total de 6.000 lechigadas y alrededor de 8.000 lechones se incluyen en el estudio.

Si valoramos los resultados totales, se observa una mejora substancial, pero no es un resultado consecutivo porque se tuvieron en cuenta todos los nacimientos de las distintas líneas genéticas y estas tuvieron resultados de prolificidad muy variables.

tabla7-lechones

tabla8-resultados

CONCLUSIONES

Los resultados in vitro indican claramente un beneficio neto al usar el sistema maXipig® (con un procedimiento de fotoestimulación con LED rojo). Los resultados indican que este procedimiento resulta efectivo para incrementar la respuesta in vitro del total del esperma de verraco a la estimulación de calor en incubación a 37ºC durante 90 minutos.

Los resultados in vivo en granjas comerciales mostraron una mejora considerable en los datos de fertilidad en todas las granjas y por cada partida de inseminación. El valor medio de aumento de fertilidad es 2,327%, pero dependiendo de la granja, puede variar entre 0% y +8,226%. Estos resultados se pueden considerar concluyentes, porque el número de cerdas inseminadas es alto (alrededor de 10.000) y los resultados tienen diferencias estadísticas significativas entre los dos grupos (CONTROL vs. LED). (p<0.005)

Además, los efectos más considerables se observaron en aquellas granjas en las que los datos de fertilidad in vitro eran más bajos al iniciar el estudio. En cuanto a los resultados de control de fertilidad, las granjas con resultados de fertilidad bajos (menores) experimentan una mejoría más importante. Cuando aumenta el control de fertilidad en granjas comerciales, las diferencias entre los grupos CONTROL y LED son menores.

Este beneficio es evidente no solo en períodos estacionales que afectan a la fertilidad (primavera y verano) sino durante todo el año. Dependiendo de la estación, el resultado es muy significativo. (p<0.003)

Finalmente, también se obtiene una mejora substancial en los resultados de prolificidad (total de lechones nacidos y total de lechones nacidos vivos).

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